فرآورده های مس و فرآیند پردازش آن
صنعت مس از قدیمیترین صنایع معدنی و فلزی است که از زمانهای باستان تا به امروز تأثیرگذاری بینظیری در توسعه تمدنها داشته است. مس به عنوان یک فلز با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربهفرد، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در ادامه، به معرفی انواع فرآوردههای مس و فرآیندهای پردازش مس میپردازیم.
فرآوردههای مس:
مس الکترولیتی:
مس الکترولیتی از مراحل الکترولیز به وجود میآید. در این فرآیند، مس از کانسانترهی محلولهای معدنی استخراج شده و توسط جریان الکتریکی تصفیه میشود. این نوع مس به دلیل خلوص بالا و ویژگی الکتریکی مناسب، به صورت سیم مسی و مفتول مسی در صنایع الکترونیک و رسانشهای برق استفاده میشود.
مس پایه:
مس پایه یک آلیاژ است که با ترکیب مس با عناصر دیگر مانند روی، نیکل و آلومینیوم تشکیل میشود. این نوع مس به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و خواص مکانیکی و خواص حرارتی مناسب، در ساخت قطعات صنعتی، قطعات خودرو، لولهها و تجهیزات خانگی مورد استفاده قرار میگیرد.
مس تافته:
مس تافته به صورت مایع و مذاب بهدست میآید و برای ریختهگری قطعات مختلف از جمله قطعات صنعتی، تزریق پلاستیک و وسایل آشپزخانه استفاده میشود.
فرآیندهای پردازش مس:
علاوه بر این فرآوردهها، پردازش مس نیز شامل فرآیندهای متعددی میشود که به استخراج، تصفیه و تولید محصولات مس مختلف کمک میکنند. به عنوان مثال:
۱. فرآیند تجمعی مس:
این فرآیند شامل استخراج مواد معدنی حاوی مس از معدن، سپس انجام مراحل خردایش و تجهیزات مختلفی چون فلوتاسیون است تا به کنسانترهی مس برسیم.
فرآیند تجمعی مس یکی از مراحل مهم در پردازش و تولید مس است. در این فرآیند، مراحل مختلفی از استخراج معدن مس تا به تولید کنسانترهی مس پیش میروند. این فرآیند شامل:
استخراج معدن مس:
در این مرحله، معدنهای حاوی مس از زیر زمین استخراج میشوند. انواع مختلفی از معدنهای مس وجود دارند، از جمله سولفیدها، اکسیدها و کاربناتها.
خردایش:
معدن استخراجشده به قطعات کوچکتر خرد میشود تا سطح بیشتری از معدن باز شود. این مرحله معمولاً با استفاده از تجهیزات خردایش مانند سنگشکنها و آسیابها انجام میشود.
تخلیه گریزلی:
در این مرحله، معدن خردشده به اندازههای مختلف تجزیه میشود. از طریق تخلیه گریزلی، مواد با سایزهای مختلف جدا میشوند و مواد بزرگتر به مراحل بعدی ارسال میشوند.
فلوتاسیون:
فلوتاسیون یک فرآیند جداسازی است که در آن مواد معدنی با تفاوتهای خواص سطحی جدا میشوند. در مرحله فلوتاسیون مس، معدنهای مس در محلولهای شیمیایی خاصی ریخته میشوند. این محلولها با افزودن مواد جداسازیکننده با خواص سطحی متفاوت، معدنهای مس را از معدنهای دیگر جدا میکنند.
تصفیه:
محلول حاصل از مرحله قبل به مراحل تصفیه ارسال میشود تا از آلودگیها و ذرات معلق پاک شود. این تصفیه میتواند شامل فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی باشد.
تهیه کنسانترهی مس:
پس از انجام مراحل تصفیه، محلول حاصل به تدریج تبدیل به ترکیب مس کنسانته میشود. این کنسانتره حاوی مقدار قابل توجهی مس است که میتواند به مراحل بعدی فرآیند پردازش مس ارسال شود.
فرآیند تجمعی مس با ترکیب مراحل مختلف استخراج، خردایش، تخلیه گریزلی، فلوتاسیون، تصفیه و تهیه کنسانترهی مس به تولید مواد معدنی مس با غلظت بالا منتهی میشود. این مواد معدنی میتوانند به فرآیندهای بعدی مانند فرآیند پیروزیتی یا پیرومتالورژی ارسال شوند تا به تولید مس نهایی بپردازند.
۲. فرآیند پیروزیتی:
فرآیند پیروزیتی یکی از مراحل اصلی در تولید مس از معدن مس است. در این فرآیند، مس بهصورت مستقیم از معدن استخراج، خردایش، تخلیه گریزلی و تصفیه میشود و مراحل زیر را طی میکند که شامل:
تهیه ماده خام مس:
پس از انجام مراحل تصفیه، معدنهای مس به مراحل بعدی از فرآیند پیروزیتی ارسال میشوند. در این مرحله، ماده خام مس بهدست میآید.
ذوب:
ماده خام مس در کورههای ذوب آبخورده میشود تا به حالت مایع تبدیل شود.
تصفیه مجدد:
ماده مایع حاصل از ذوب به مراحل تصفیه دیگری ارسال میشود تا از آلودگیها و ذرات معلق پاک شود.
جداسازی آلایندهها:
در این مرحله، آلایندههای موجود در ماده مایع جدا میشوند و مس پاک شده تشکیل میشود.
کنسانترهی مس:
پس از انجام مراحل تصفیه و جداسازی، مس به شکل کنسانتره با غلظت بالا به دست میآید.
فرآیند پیروزیتی با ترکیب مراحل استخراج، خردایش، تخلیه گریزلی، تصفیه، تهیه ماده خام مس، ذوب، تصفیه مجدد و جداسازی آلایندهها به تولید مس نهایی میانجامد. این مس میتواند به مراحل بعدی تولید محصولات مسی ارسال شود.
۳. فرآیند پیرومتالورژی:
فرآیند پیرومتالورژی یکی از روشهای مهم در تولید مس از مواد معدنی مسی است. در این روش، از طریق فرآیندهای حرارتی و شیمیایی، مس از ماده خام معدنی به دست میآید. پس از استخراج مس از معدن، خردایش، تخلیه گریزلی و تصفیه مراحل زیر انجام میشود.
ذوب و فلزکاری اولیه:
ماده خام مس در کورههای ذوب تا به حالت مایع تبدیل میشود. در این مرحله، مواد معدنی دیگر نیز جدا میشوند و مس به شکل مذاب به دست میآید.
تصفیه مجدد:
ماده مایع حاصل از ذوب به مراحل تصفیه دیگری ارسال میشود تا از آلودگیها و ذرات معلق پاک شود.
جداسازی آلیاژها:
در این مرحله، آلیاژهای موجود در ماده مایع جدا میشوند تا مس پاکشده تشکیل شود.
کنسانترهی مس:
پس از انجام مراحل تصفیه و جداسازی، مس به شکل کنسانتره با غلظت بالا به دست میآید. این مس میتواند به مراحل بعدی تولید محصولات مسی ارسال شود.
۴. فرآیند الکترولیتی:
فرآیند الکترولیتی یکی از روشهای مهم در تولید مس از ماده خام مسی است. در این روش، از طریق اعمال جریان الکتریکی به محلولهای معدنی، مس از ماده خام بهدست میآید. در این فرآیند، مس بهصورت مستقیم از معدن استخراج، خردایش، تخلیه گریزلی و تصفیه میشود و مراحل زیر را طی میکند که شامل:
تهیه ماده خام مس:
پس از انجام مراحل تصفیه، ماده خام مس به دست میآید.
تولید مس الکتریکی:
ماده خام مس به عنوان کاتد و آند به عنوان منبع الکتریسیته در محلول الکترولیتی قرار میگیرند. با اعمال جریان الکتریکی به محلول الکترولیتی، مس از ماده خام جدا میشود و بهصورت الکترولیتی به دست میآید.
تصفیه مس الکتریکی:
مس الکترولیتی حاصل از فرآیند الکترولیتی به مراحل تصفیه ارسال میشود تا از آلودگیها و ذرات معلق پاک شود.
ترکیب و فرآوری:
مس پاک شده به فرآوریهای دیگری ارسال میشود تا به سیم مسی، مفتول مسی و محصولات مسی مختلف تبدیل شود. فرآیند الکترولیتی با استفاده از اصول الکترولیز به تولید مس نهایی از ماده خام معدنی میانجامد. این مس میتواند به مراحل بعدی تولید محصولات مسی ارسال شود.
صنعت مس با تاریخچهای بلند، انواع فرآوردههای متنوع و فرآیندهای پردازش پیچیده، به عنوان یکی از مهمترین صنایع معدنی و فلزی به توسعه تمدنها و صنایع مختلف کمک شایانی نموده است. مس و فرآوردههای مختلف آن به دلیل ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی خود، در صنعتهای مختلفی از جمله صنعت الکترونیک و ارتباطات، ساختمانسازی، خودروسازی و بسیاری دیگر به کار میروند.